Elaboration et mise en forme par impression 3D de polyuréthanes ioniques pour des applications en médecine de précision // Development and 3D Printing Processing of Ionic Polyurethanes for Precision Medicine Applications

L'objectif de cette thèse est de synthétiser de nouveaux polyuréthanes comportant des segments cationiques ou anioniques pour leur octroyer des propriétés bioactives, comme un effet antibactérien ou antithrombotique, tout en ayant des propriétés mécaniques équivalentes aux polyuréthanes de classe médicale employés dans la conception de dispositifs médicaux. L'accent sera mis sur la conservation de ces propriétés bioactives et mécanique après leur mise en forme par impression 3D, pour créer des implants personnalisés, comme des endoprothèses fenêtrées pour la chirurgie cardiovasculaire ou des implants de remplacement en chirurgie réparatrice.
La méthodologie de travail comprend en premier lieu la synthèse des polyuréthanes cationiques et anioniques et leur caractérisation physico-chimique (cinétique de polymérisation, RMN, ATG, DSC, mesure de potentiel zêta). L'accent sera mis sur la possibilité de faire varier la nature et la quantité de segments ioniques. Afin d'éviter de s'engager trop profondément dans une impasse, « l'imprimabilité » des polyuréthanes sera testée dès les premiers polymères synthétisés et caractérisés. Par la suite, dès que les polyuréthanes ionomères pourront être imprimés sans dégradations, des évaluations mécaniques et biologiques (caractérisation in vitro de cytocompatibilité, microbiologie, viabilité cellulaire, tests d'hémocompatibilité) seront réalisées afin de démontrer la conservation des propriétés du polymère et d'en réadapter la formulation de synthèse au besoin.
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The objective of this thesis is to synthesize new polyurethanes containing cationic or anionic segments to impart bioactive properties, such as antibacterial or antithrombotic effects, while maintaining mechanical properties comparable to those of medical-grade polyurethanes used in the design of medical devices. Emphasis will be placed on preserving these bioactive and mechanical properties after shaping via 3D printing, to create personalized implants, such as windowed stents for cardiovascular surgery or replacement implants in reconstructive surgery.

The methodology includes, first, the synthesis of cationic and anionic polyurethanes and their physicochemical characterization (polymerization kinetics, NMR, TGA, DSC, zeta potential measurement). Special attention will be given to varying the nature and amount of ionic segments. To avoid committing too early to a dead-end approach, the 'printability' of the polyurethanes will be tested as soon as the first synthesized and characterized polymers are available. Subsequently, once the ionomeric polyurethanes can be printed without degradation, mechanical and biological evaluations (in vitro cytocompatibility characterization, microbiology, cell viability, hemocompatibility tests) will be conducted to demonstrate the preservation of the polymer's properties and to adjust the synthesis formulation as needed
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Début de la thèse : 01/10/2025

Enseignement supérieur

Université de Lille

104 Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement

Pour postuler à cette thèse, les candidats doivent avoir réalisé un Master Recherche ou équivalent. Une bonne expérience en chimie organique, chimie et physico-chimie des polymères est obligatoire. Des connaissances en biomatériaux, synthèse additive et biologie sont un plus. Les candidats doivent entre autres avoir de bonnes capacités de communication et d'adaptabilité pour travailler dans une équipe interdisciplinaire. Le travail en autonomie et la proactivité sont essentiels à la bonne conduite de ce projet
To apply for this PhD position, candidates must have completed a Master's degree in Research or equivalent. A strong background in organic chemistry, polymer chemistry, and physicochemistry is mandatory. Knowledge of biomaterials, additive synthesis, and biology is a plus. Candidates must, among other qualities, have good communication and adaptability skills to work in an interdisciplinary team. Independence and proactivity are essential for the successful execution of this project.